bài báo cáo thực tế CN MT

Trường Đại học Đồng Tháp

Thị Thanh 09A
1

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 2
NỘI DUNG 3
1. Giới thiệu đôi nét về nhà máy 3
2. Qui trình sản xuất axit sunfuric 3
2.1 Sơ lược về axit sunfuric 3
2.2 Nguồn nguyên liệu 5
2.3 Quy trình công nghệ sản xuất 6
2.3.1 Sơ đồ dây chuyền sản xuất axit sunfuric 6
2.3.2 Dây chuyền sản xuất axit sunfuric 8
2.3.2.1 Công đoạn nấu chảy lưu huỳnh 8
2.3.2.2 Công đoạn đốt lưu huỳnh 9
2.3.2.3 Công đoạn chuyển hóa SO
2
thành SO
3
10
2.3.2.4. Công đoạn hấp thụ SO
3
thành H
2
SO
4
12
3. Chủng loại sản phẩm và tiêu chuẩn quy định chất lượng axit sunfuric 14
4. Những giải pháp xử lý nguồn ô nhiễm môi trường của nhà máy…… 15

KẾT LUẬN 17
Trường Đại học Đồng Tháp

Thị Thanh 09A
2

MỞ ĐẦU
Đất nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ trong hầu hết các lĩnh vực.
Có mối quan hệ tác động qua lại giữa sự phát triển của đất nước và sự phát
triển của công nghệ. Công nghệ càng hiện đại thì đất nước phát triển càng
nhanh và ngược lại. Tuy nhiên, công nghệ phát triển quá nhanh mà dưới sức
ép của nền kinh tế thị trường cũng gây ra một số mặt tiêu cực chẳng hạn như
gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Vấn đề này không chỉ ở nước ta mà
nó mang tính toàn cầu.
Là sinh viên thuộc ngành sư phạm Hóa học và đặc biệt hơn là tôi đang
học học phần Hóa học công nghệ và môi trường bắt buộc tôi phải nắm được
các kiến thức cơ bản nhất của học phần. Nhưng tục ngữ có câu “ trăm nghe
không bằng một thấy”, “lý thuyết phải đi đôi với thực tế ”. Vì vậy dưới sự
hướng dẫn của các giảng viên trong khoa và được sự giúp đỡ nhiệt tình của
công ty, đơn vị: Nhà máy hóa chất Tân Bình 2 khu công nghiệp Biên Hòa.
Chúng tôi đã có được một chuyến đi thực tế rất bổ ích và thú vị.
Chuyến đi thực tế bắt đầu vào lúc 3h ngày 25-07-2012, tại trường Đại
học Đồng Tháp và kết thúc vào khoảng 20h ngày 27-07-2012. Qua các địa
điểm: Nhà máy hóa chất Tân Bình 2 , một số nơi khác.
Trường Đại học Đồng Tháp

Thị Thanh 09A
3

NỘI DUNG

1. Giới thiệu đôi nét về nhà máy:
Nhà máy hóa chất Tân Bình 2 tiền thân là nhà máy hoá chất Tân Bình
địa chỉ 46/6 Phan Huy Ích, phường 15, quận tân Bình, thành phố Hồ Chí
Minh.
Ngày 24/4 năm 2009 nhà máy được di dời từ Tân Bình đến Biên Hòa,
Đồng Nai lấy tên nhà máy là nhà máy hóa chất Tân Bình 2 với địa chỉ :
Thửa – đường số 5, khu công nghiệp Biên Hòa 1, tỉnh Đồng Nai.
Đối với sản phẩm axit sunfuric, với nhu cầu thị trường ngày càng tăng,
Nhà máy liên tục cải tạo nâng cấp chất lượng sản phẩm bằng sự kết hợp giữa
công nghệ truyền thống và hiện đại . Nhà máy có hướng đầu tư chiều sâu
nâng công suất dây chuyền lên 100.000 tấn/năm cho tương lai.
Sản phẩm của Nhà máy là nguyên liệu cho các ngành :
 Sản xuất phèn, xử lý nước…
 Điện tử, bình ắc quy, sản phẩm giấy, sản xuất phân bón…
 Sản xuất thủy tinh, gốm sứ, vật liệu chịu lửa, xi măng trắng, nhôm kim
loại …
2. Qui trình sản xuất axit sunfuric:
2.1 Sơ lược về axit sunfuric:

Axit sunfuric là một loại hóa chất đã được biết đến từ lâu trong lịch
sử loài người( từ thế kỉ thứ IX bởi người được coi là đã phát hiện ra chất
này-nhà giả kim thuật Hồi giáo IbnZakariaya al-Razi (Rhases)). Axit
sunfuric là máu của các ngành công nghiệp được sử dụng rộng rãi trong các
ngành khác nhau của nền kinh tế quốc dân.


Trường Đại học Đồng Tháp

Thị Thanh 09A

4



















Ứng dụng của axit sunfuric trong công nghiệp
Để tìm hiểu công nghệ sản xuất axit sunfuric, trước hết chúng ta đề
cập đến một tính chất hóa học cơ bản nhất của axit sunfuric:
+ Axit sunfuric khan là chất lỏng không màu, sánh (khối lượng riêng
ở 20
o
C là 1,8305 gam/cm
3
), kết tinh ở 10,37
o

C. Ở áp suất thường nó sôi ở
296,2
o
C.
+ Trong hóa học axit sunfuric được xem là hợp chất của anhydrite
sunfuric với nước. Công thức hóa học: SO
3
H
2
O.
+ Trong kĩ thuật: hỗn hợp theo tỉ lệ bất kì của SO
3
với H
2
O đều gọi
là axit sunfuric.
Ứng dụng của
acid sunfuric
Phân bón
Dầu
Sơn


Luyện kim
Chất tẩy rửa Phẩm nhuộm
Trường Đại học Đồng Tháp

Thị Thanh 09A
5

+ Nếu tỉ lệ SO
3
/H
2
O < 1 người ta gọi là dung dịch axit sunfuric. Tỉ lệ
SO
3
/H
2
O > 1 gọi là dung dịch của SO
3
trong axit sunfuric hay oleum hoặc
axit sunfuric bốc khói.
- Tuy có nhiều phương pháp khác nhau để sản xuất axit sunfuric
nhưng phương án công nghệ được lựa chọn ở nhà máy là: phương pháp tiếp
xúc kép, hấp thụ khí SO
3
hai lần.
 Sản xuất axit sunfuric theo phương pháp tiếp xúc kép đi từ lưu
huỳnh:
2.2 Nguồn nguyên liệu:
Nguyên liệu sản xuất axít sunfuric:
Nguồn nguyên liệu chính để sản xuất axit sunfuric là : lưu huỳnh
Lưu huỳnh nguyên tố là một trong những dạng nguyên liệu tốt nhất để
sản suất axit sunfuric vì:
Khi đốt lưu huỳnh ta thu được hỗn hợp khí có hàm lượng khí SO
2
và
O
2

cao. Điều này rất quan trọng trong việc sản suất acid sunfuric theo
phương pháp tiếp xúc.
Lưu huỳnh chứa rất ít tạp chất (đặc biệt là hợp chất của asen) và khi
cháy không có xỉ nên đơn giản được dây chuyền sản xuất đi rất nhiều (bớt
được các thiết bị đặc biệt để làm sạch nước).
Khi sản xuất với quy mô lớn và xa nguồn nguyên liệu thì lưu huỳnh
lại là nguyên liệu rẻ tiền.
Nguồn cung cấp Lưu huỳnh :
Lưu huỳnh: là sản phẩm từ mỏ thiên nhiên hoặc thu hồi từ các nguồn
khí thải (chủ yếu hiện nay là thu hồi từ các nhà máy lọc dầu). Nước ta không
có mỏ luu huỳnh và công nghiệp hóa dầu chưa phát triển nên phải nhập khẩu


Trường Đại học Đồng Tháp

Thị Thanh 09A
6

từ các nước trong khu vực như Singapore, Malaysia, Indonesia và các nước
Trung đông …
Quy cách
Lưu huỳnh Dạng bột, Hàm lượng S

99 %
Độ ẩm

2 %
Độ tro

0.5 %

Acid tự do

0.02 %
Tạp chất khác

0.1 %
Nhu cầu sử dụng 20.000 – 21.000 tấn / năm
Phương thức vận chuyển : bằng đường biển tới cảng Tp Hồ Chí Minh và
sau đó bằng đường bộ về kho nhà máy.













2.3 Quy trình công nghệ sản xuất:
2.3.1 Sơ đồ dây chuyền sản xuất axit sunfuric

Hình : Lưu Huỳnh nguyên liệu
Trường Đại học Đồng Tháp

Thị Thanh 09A
7

Sơ đồ : Dây Chuyền Sản Xuất Axit Sunfuric
Hơi nư
ớ
c

Không khí
Thành phẩm
H
2
SO
4

Lưu huỳnh
Nấu chảy lưu
huỳnh
Đốt cháy
(tao khí SO
2
)
Tạo hơi nước
Chuyển hóa
Hấp thụ 1
(tạo H
2
SO
4
)
Hấp thụ 2

(tạo H
2
SO
4
)
Pha loãng
Sấy
Xử lý khí
Dd bisulfite
Nước pha loãng
Không khí
Khô

Nơi c
ấ
p nư
ớ
c n
ồ
i
Hỗn hợp
SO
2

Hỗn hợp SO
3

ẩ
m

Khí th
ả
i

H
2
SO
4

Trường Đại học Đồng Tháp

Thị Thanh 09A
8

2.3.2 Dây chuyền sản xuất axit sunfuric:
Sản xuất acid sunfulfuric kỹ thuật theo phương pháp tiếp xúc, đi từ
nguyên liệu chính là lưu huỳnh dạng bột gồm 4 giai đoạn sau:
2.3.2.1 Công đoạn nấu chảy lưu huỳnh:
Lưu huỳnh được chuyển từ
kho vào nồi nấu chảy lưu huỳnh
ngăn số 1 và ngăn số 2. Tại đây
lưu huỳnh chảy lỏng nhờ hơi quá
nhiệt áp suất 7 bar, nhiệt độ
khoảng 141-150
0
C qua hệ thống
giai nhiệt bằng hơi nước đặt sâu
dưới đáy bể. Lưu huỳnh lỏng từ ngăn 1, 2 chảy tràn sang ngăn 3, 4 và 5.
Dưới đáy giữa các vách ngăn có vách chặn để giữ các tạp chất trong lưu
huỳnh lại, tại ngăn số 5 lượng tạp chất còn lại sẽ được lọc bằng lưới khi lưu

huỳnh sạch theo ống hút vào bơm. Hơi bão hòa được dẫn vào ngăn lắng số 3,
số 4, số 5, hệ thống ống dẫn lưu huỳnh và sung phun lưu huỳnh để duy trì
nhiệt độ lưu huỳnh lỏng ở khoảng 135÷ 150
0
C.
Nước ngưng tụ từ hệ thống gia nhiệt và các vị trí khác trong công
đoạn này được đưa về bồn nước cấp lò.
Bơm lưu huỳnh là loại bơm ly tâm trục đứng cung cấp lưu huỳnh từ
ngăn số 5 qua súng phun vào lò đốt dưới dạng sương.
Trong quá trình nấu chảy lưu huỳnh, nước và các tạp chất trong lưu
huỳnh bốc hơi được xử lý ở hệ thống xử lý hồ lưu huỳnh
Cần trục một dầm dùng để vận chuyển các dàn ống trao đổi nhiệt của
hồ lưu huỳnh, vận chuyển bơm… Phục vụ cho việc bảo trì, sửa chữa.


Kho chứa lưu huỳnh
Trường Đại học Đồng Tháp

Thị Thanh 09A
9

Thiết bị nấu chảy lưu huỳnh
2.3.2.2 Công đoạn đốt lưu huỳnh:
S + 1/2 O
2
 SO
2
+ Q

Lò đốt lưu huỳnh

Trường Đại học Đồng Tháp

Thị Thanh 09A
10

Nguồn cung cấp oxi là không khí ẩm từ quạt được sấy khô bằng acid
sulfuric có nồng độ 96-97,5±0.5% H
2
SO
4
tại tháp sấy. Không khí ẩm đi vào
tháp sấy và di chuyển lên trên tháp qua lớp đệm; acid tưới được bơm từ bồn
tuần hoàn vào đỉnh tháp sấy theo máng phân phối, chảy xuống lớp đệm. acid
sunfuric có nồng độ cao hấp thụ hơi nước trong không khí ẩm làm giảm
nồng độ acid và làm tăng nhiệt độ acid ở đáy tháp sấy. Acid ra khỏi đáy tháp
sấy theo ống dẫn trở về bồn tuần hoàn. Không khí khô ra khỏi tháp sấy đi
qua thiết bị trao đổi nhiệt số 3 vào lò đốt, cung cấp oxi cho quá trình đốt
cháy lưu huỳnh.
Lò hơi số 1 có cấu tạo hình trụ nằm ngang, vỏ bằng thép, bên trong có
hệ thống ống truyền nhiệt. một đầu nối liền với lò đốt được xây dựng bằng
gạch chịu nhiệt và có đường ống hỗn hợp khí SO
2
đi tắt không qua lò hơi.
Hỗn hợp khí SO
2
có nhiệt độ cao đi trong ống, trao đổi nhiệt với nước bên
ngoài ống làm cho nước bốc hơi tạo hơi bảo hòa ở áp suất 22kg/cm
2
. Hơi
nước này được quá nhiệt đến 350

0
C ở thiết bị quá nhiệt một phần hơi nước
được đưa qua bộ phận giảm áp bão hòa hơi cung cấp cho các bộ phận khác
cần sử dụng hơi. Nước cấp lò hơi là nước vô khoáng bổ sung lấy từ nhà máy
hóa chất Biên Hòa (bơm) và nước ngưng tụ từ các thiết bị sử dụng hơi tuần
hoàn trở lại bồn nước từ đây nước mềm được bơm cấp cho thiết bị khử khí.
Nước từ bình khử khí cấp cho lò hơi số 1 bằng bơm. Hỗn hợp khí SO
2
ra
khỏi lò hơi số 1 (hòa với dòng hỗn hợp khí đi tắt) đạt nhiệt độ thích hợp ra
khỏi lò hơi số 1 (hòa với dòng hỗn hợp khí đi tắt) đạt nhiệt độ thích hợp
trước khi vào lớp 1 tháp chuyển hóa là 425÷455
0
C.

2.3.2.3 Công đoạn chuyển hóa SO
2
thành SO
3
:
Hệ thống chuyển hóa gồm một tháp tiếp xúc và hệ thống thiết bị trao
đổi nhiệt nhằm tận dụng nhiệt và điều chỉnh nhiệt cho các dòng hỗn hợp khí.
Trường Đại học Đồng Tháp

Thị Thanh 09A
11

Tháp tiếp xúc hình trụ thẳng đứng, bên trong có chứa 4 vách ngăn xúc
tác, mỗi ngăn có một nghi đỡ nằm ngang; trên mỗi nghi đỡ đỗ lớp xúc tác
V

2
O
5
thích hợp và lớp sỏi bảo vệ xúc tác.
Hỗn hợp khí SO
2
vào lớp xúc tác 1 phản ứng với oxi trong không khí,
có sự hiện diện của xúc tác V
2
O
5
theo phương trình phản ứng:
SO
2
+ 1/2O
2
 SO
3
+ Q
Mức chuyển hóa ở lớp một khoảng 76%, nhiệt độ hỗn hợp của của khí SO
2

và SO
3
ra lớp 1 là 610÷670
0
C. Sau khi qua lò hơi số 2, nhiệt độ hỗn hợp khí
giảm còn 435÷455
0
C rồi vào lớp xúc tác 2. Nước từ bình khử khí cấp cho

nồi hơi số 2 bằng bơm. Hỗn hợp khí SO
3
có nhiệt độ cao đi trong ống, trao
đổi nhiệt với nước bên ngoài ống làm cho nước bốc hơi tạo thành hơi bão
hòa ở áp suất 22kg/cm
2
. Hơi nước này cùng dòng hơi từ lò hơi số 1 được quá
nhiệt đến 350
0
C ở thiệt bị quá nhiệt. Hơi quá nhiệt 1 phần được giảm áp –
bão hòa ở thiết bị cung cấp hơi 8 bar cho các nơi sử dụng.
Mức chuyển hóa 2 lớp khoảng 86%. Hỗn hợp khí SO
2
và SO
3
ra lớp
xúc tác 2 có nhiệt độ 490÷550
0
C đi qua thiết bị trao đổi nhiệt số 1 để giảm
nhiệt độ xuống 435÷455
0
C, rồi vào lớp xúc tác 3. Tác nhân làm nguội ở thiết
bị trao đổi nhiệt 1 là dòng hỗn hợp khí (sau hấp thu lần một) từ thiết bị trao
đổi nhiệt 2.
Hỗn hợp khí ra khỏi lớp xúc tác 3 có nhiệt độ 450÷480
0
C sẽ đi qua
thiết bị trao đổi nhiệt 2 với dòng hỗn hợp khí (sau hấp thu lần một), sau đó
đi qua thiết bị trao đổi nhiệt số 3 để tới tháp hấp thụ lần 1, tác nhân làm
nguội ở thiết bị trao đổi nhiệt 3 là không khí khô sau tháp sấy. Mức chuyển

hóa 3 đạt 94%. Dòng hỗn hợp khí sau hấp thu lần một có nhiệt độ từ
80÷85
0
C sẽ đi qua 2 thiết bị trao đổi nhiệt 2 và 1 sau đó đi qua lớp xúc tác 4.
Nhiệt độ dòng khí vào xúc tác đạt 425÷455
0
C.

Trường Đại học Đồng Tháp

Thị Thanh 09A
12


Tháp chuyển hóa
Mức chuyển hóa chung khoảng 99,82%. Nhiệt độ hỗn hợp khí SO
3
ra tháp
chuyển hóa 445÷455
0
C. Dòng hỗn hợp khí này được làm nguội đi qua thiết
bị trao đổi nhiệt để quá nhiệt hơi nước và thiết bị làm lạnh khí SO
3
để đến
tháp hấp thụ lần 2. Thiết bị làm lạnh khí SO
3
là thiết bị dạng ống chùm, tác
nhân trao đổi nhiệt là không khí tạo bởi quạt làm nguội.
2.3.2.4. Công đoạn hấp thụ SO
3

thành H
2
SO
4
:
 Cơ sở lý thuyết của quá trình hấp thụ:
Hệ thống hấp thụ ở đây là hệ thống hấp thụ ngược chiều, thu được từ
quá trình trước được đi qua thiết bị hấp thụ. Sau khi đi qua ống thứ nhất,
Trường Đại học Đồng Tháp

Thị Thanh 09A
13

nồng độ axit tăng đến 96%, sau lần thứ hai tăng đến 98,3%, sau lần thứ
ba tăng đến 99,7%.
Phản ứng: Hấp thụ khí SO
3
tạo thành axit sunfuric (H
2
SO
4
98%)
n SO
3
+ H
2
O = (n- 1) SO
3
+ H
2

SO
4

theo tỉ lệ giữa lượng SO
3
và H
2
O mà nồng độ axit thu được sẽ khác
nhau:
n > 1 sản phẩm là oleum.
n = 1 sản phẩm là monohydrat (axit sunfuric 100% ).
n< 1 sản phẩm là axit loãng.
Tháp hấp thụ
Trường Đại học Đồng Tháp

Thị Thanh 09A
14

Không khí ẩm được thổi từ quạt qua tháp sấy và được sấy khô bằng
acid nồng độ 96-98.5±0.5% H
2
SO
4
sau đó khí ra tháp đi ra nhiệt ở thiết bị
trao đổi nhiệt (306) ở công đoạn chuyển hóa và vào lò đốt ở công đoạn đốt
lưu huỳnh.
3. Chủng loại sản phẩm và tiêu chuẩn quy định chất lượng axit sunfuric :
3.1 Chủng loại sản phẩm
 Acid sunfuric (cấp kỹ thuật)
 Nhôm hydroxide

 Phèn nhôm sunfate : 17% Al
2
O
3
và
15% Al
2
O
3

 Bisunfit NaHSO3
 Can nhựa.
Sản phẩm phèn nhôm của nhà máy
Axit sunfuric kỹ thuật
Trường Đại học Đồng Tháp

Thị Thanh 09A
15

3.2 Tiêu chuẩn quy định chất lượng axit sunfuric :
Chất lỏng sánh, tỷ trọng > 1.8 kg/cm
2

H
2
SO
4
min 97%
Fe max 0.01%
Cặn không bay hơi max 0.02%

4. Những giải pháp xử lý nguồn ô nhiễm môi trường của nhà máy
 Đối với nguồn gây ô nhiễm không khí :
 Xây dựng các hệ thống xử lý khí cho dây chuyền sản xuất acid
sulfuric và dây chuyền sản xuất xuất sản phẩm gốc sulfate. Nguồn khí
thải sau khi qua các hệ thống xử lý khí đến ống khói và được thải ra môi
trường – đạt tiêu chuẩn TCVN 6991-2001.
 Khí thải máy phát điện được phát tán ra môi trường bằng ống khói có
chiều cao 5m, nồng độ khí thải được pha loãng và tải đi xa. Ngoài ra,
máy phát điện chỉ sử dụng dự phòng khi điện lưới mất nên thời gian hoạt
động là rất nhỏ - do vậy ảnh hưởng của khí thải máy phát điện xem như
là không đáng kể.
 Đối với nguồn gây ô nhiễm nước :
 Nước thải sản xuất : xây dựng hệ thống xử lý nước thải, nước thải từ
các phân xưởng sản xuất được thu gom về bể thu gom qua hệ thống ống
dẫn. Tại bể thu gom, nước thải được trung hòa đến pH = 7 (nhờ bộ điều
khiển pH tự động) sau đó được bơm vào thiết bị lắng (quá trình lắng
được thực hiện liên tục hoặc gián đoạn), nước trong sau lắng được đến bể
thải chung, điều chỉnh pH lần cuối trước khi thải ra nguồn tiếp nhận là
sông Đồng Nai. Bùn lắng được bơm về bồn chứa bùn sau đó phơi khô tự
nhiên và thu gom chôn lấp.
 Nước thải sinh hoạt : Xây dựng hệ thống nước sinh hoạt và các hầm
tự hoại đúng theo quy định của Bộ xây dựng.
Trường Đại học Đồng Tháp

Thị Thanh 09A
16

 Đối với nguồn gây ô nhiễm tiếng ồn : Xây dựng phòng cách âm đối
với nhà quạt gió – đảm bảo chỉ đo đạc nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép.
 Đối với nguồn gây ô nhiễm nhiệt :

 Bảo ôn kỹ đối với các thiết bị để tránh thất thoát nhiệt.
 Để tạo điều kiện thông thoáng tốt, xây dựng nhà xưởng phải mở chiều
cửa trời, gắn nhiều quạt hút – tạo cho môi trường làm việc trong phân
xưởng không bị nóng bức, khó chịu.
 Đối với nguồn thải rắn :
 Dây chuyền sản xuất acid : Cặn lưu huỳnh.
 Đối với chất thải trong quá trình sản xuất thu gom theo định kỳ và hợp
đồng với
đơn vị chức năng là Công ty Môi trường đô thị xử lý.
 Đối với các loại rác thải sinh hoạt được thu gom vào thùng rác và đổ
bỏ theo đúng quy định.

Trường Đại học Đồng Tháp

Thị Thanh 09A
17

KẾT LUẬN
Dưới ánh nắng gay gắt của mùa hè, chuyến đi thực tế của chúng tôi có
phần vất vả nhưng chúng tôi cảm thấy rất vui vì đã học hỏi được nhiều kinh
nghiệm và bài học cho bản thân trong chuyến đi thực tế lần này , khi đến nhà
máy hóa chất Tân Bình 2 chúng tôi cảm thấy cái khẩn trương của anh em
công nhân trong nhà máy, được chị kĩ sư hướng dẫn tham quan từng khu
vực sản xuất của nhà máy, từ đó chúng tôi được biết thêm về các quy trình
sản xuất axit sunfuric.
Tôi nhận thấy trên thực tế các quy trình sản xuất không hoàn toàn thực sự
là chu trình kín sẽ gây ô nhiễm môi trường nên tôi đề nghị nhà máy tăng
cường hơn các biện pháp bảo vệ môi trường.
Cũng qua chuyến đi thực tế này mà tôi thấy bạn bè có cơ hội tiếp xúc với
nhau nhiều hơn, càng hiểu nhau hơn, tình bạn bè càng thân thiết gắn bó với
nhau hơn
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã nhiệt tình tạo mọi điều kiện
cho chúng tôi có được chuyến đi tham quan thực tế cùng với những kết quả
như thế.